陕西省西安市某中学2023-2024学年高三年级下册4月二模物理试题(解析版)

西安一中2024年高三4月二模物理试题

一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1〜5题只有一项

符合题目要求，第6〜8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，

有选错的得0分。

1.2024年1月5日我国以“一箭四星”方式成功将“天目一号”掩星探测星座15〜18星送入离地高度520

公里的近极地太阳同步圆轨道，如图1所示，成功组网如图2所示的“天目一号”星座。上述四颗人造卫

A.运行角速度一定相同B.所受万有引力一定相同

C.运行周期与地球公转周期相同D.在轨运行速度大于第一宇宙速度

【答案】A

【解析】

【详解】A.四星运行在同一高度，则轨道半径相等，根据

八Mm

Or----=加32r

ri

可知运行角速度一定相同，故A正确；

B.因为四星质量不一定相同，所以所受的万有引力不一定相同，故B错误；

C.四星虽在太阳同步轨道上，但只是轨道平面与太阳的取向保持一致，依然绕地球做圆周运动，并不是

绕太阳做圆周运动，运行周期与地球公转周期不相同，故C错误；

D.地球第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，等于近地卫星的运行速度，四星离地

520公里，在轨运行速度小于第一宇宙速度，故D错误。

故选A„

2.如图所示为旋转磁体发电机简化模型，线圈静止，磁体按图示顺时针方向旋转，A和C图中磁体和线圈

平面平行，B图中磁体偏向左上方，D图中磁体和线圈平面成一定夹角，则下列4个线圈中产生的感应电流

方向（图中线圈箭头方向）正确的是（）

【答案】D

【解析】

【详解】A.由图可知，左侧磁场向左，线圈方向相对于磁铁向下，则由右手定则可知，电流方向应为顺时

针，故A错误；

B.由图可知，左侧磁场水平方向分磁场向左，线圈方向相对于磁铁向下，则由右手定则可知，电流方向应

为顺时针，故B错误；

C.左侧磁场向右，线圈相对磁场向下运动，由右手定则可知，电流方向应为逆时针，故C错误；

D.左侧磁场水平方向分磁场向右，线圈相对磁场向下运动，由右手定则可知，电流方向应为逆时针，故D

正确。

故选D。

3.如图所示，质量加=3kg的滑块静止在水平实验台上，通过三段轻绳分别与天花板和球形容器相连，OA

与天花板夹角为45。，08水平。重力加速度g取lOm/sz,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法

正确的是（）

A.若实验台对滑块的摩擦力不超过10N,则球形容器与容器内液体总重力最大为20N

B.若实验台对滑块的摩擦力不超过10N,则球形容器与容器内液体总重力最大为30N

C.若球形容器与容器内液体总重力最大为12N时滑块即将滑动，则滑块与实验台的动摩擦因数N=0.30

D.若球形容器与容器内液体总重力最大为12N时滑块即将滑动，则滑块与实验台的动摩擦因数目=0.40

【答案】D

【解析】

【详解】AB.设倾斜轻绳拉力为，，水平轻绳拉力为〃，球形容器与容器内液体总重力为G,水平实验

台对滑块支持力为N,对滑块摩擦力为了,如图所示

1-----------14T,45。

.__-----»--------—

f"

N

30N||c

根据平衡条件有

N=mg=30N

f=10N

max

即

T=f=10N

2maxmax

对于绳结

T=7cos45°

21

G=Tsin45°

i

消去，得

G=Ttan45°=10N

2

故AB错误；

CD.滑块即将滑动

G=Ttan45°=12N

2

f=NN

代入数据解得

g=0.40

C错误，D正确。

故选D。

4.蹦极是近些年来新兴的一项非常刺激的户外活动。跳跃者站在桥梁、塔顶、高楼、吊车甚至热气球上,

把一端固定的一根长长的橡皮条绑在踝关节处，然后两臂伸开，双腿并拢，头朝下跳下去。如图是一位蹦

极者从高处下落到速度为零的过程中的v-x图像，当X=15m时，对应的速度值最大，则下面判断正确

A.当下落距离小于15m时，蹦极者处于完全失重状态

B,当下落距离小于15m时，蹦极者失重的数值（人自身重力与橡皮条拉力之差的绝对值）是个常量

C.当下落距离大于15m时，蹦极者超重的数值（人自身重力与橡皮条拉力之差的绝对值）是个常量

D.当下落距离大于15m时，蹦极者超重的数值（人自身重力与橡皮条拉力之差的绝对值）随距离的增大

而增大

【答案】D

【解析】

【详解】AB.由图可知，当下落距离小于15m时，蹦极者向下做加速度减小的加速运动，具有向下的加速

度，处于失重状态，不是完全失重状态，由于加速度逐渐减小，则蹦极者失重的数值（人自身重力与橡皮

条拉力之差的绝对值）逐渐减小，故AB错误；

CD.当下落距离大于15m时，蹦极者向下做加速度增大的减速运动，具有向上的加速度，处于超重状态,

由于加速度逐渐增大，蹦极者超重的数值（人自身重力与橡皮条拉力之差的绝对值）随距离的增大而增大,

故C错误，D正确。

故选D。

5.如图所示1,竖直线A、8两端点固定两个等量点电荷，带电量大小均为。，48长2/,。为48连线

的中点，以48中垂线为x轴，其正半轴的场强变化如图2所示，图中的阴影“面积”为S（5>0）,以

沿x轴正方向为电场强度的正方向，静电力常数为左。下列说法正确的是（）

A.A、5两点的点电荷为异种电荷

B.Ax直线上场强最大值为人,弘°

9/2

C.将一电子从。点沿x轴移到无穷远的过程中，电势能先增大后减小

D,将一带电量为一"的点电荷由x=Y2/处静止释放，到达。点时的动能为2qS

2

【答案】B

【解析】

【详解】A.由题图2可知0点的电场强度为零，x轴上的场强方向沿x轴正方向，则N、3两点的点电荷

为等量正点电荷，A错误；

B.在丑/的尸处放一正试探电荷，4

'、8点电荷在该点的场强方向如图所示

2

2,0/QX

/X

--QB

根据对称性可知该点的合场强

£=2左〜

(AP)2

又根据几何关系可知

COS0=-------------------=_

J/2+0P23

解得沿X轴正半轴场强最大值

_4&kQ

JLL-------------------

9/2

B正确；

C.将一电子从。点沿x轴移到无穷远的过程中，电场力做负功，电势能一直增加，C错误;

D.根据E-x的面积表示电势的变化量，即

U=-S

PO

从尸到。根据动能定理

-qU=E

POkO

可得到达0点时的动能为qs,D错误。

故选B。

6.摩托车特技表演中的飞檐走壁让人震撼，其运动可简化为如图所示的小球在光滑的半球形容器内做圆周

运动。小球的质量为冽，容器的球心为。、半径为R,小球在水平面内做圆周运动，运动到。点时，。。与

竖直方向夹角为仇运动过程中容器静止在水平地面上。半球形容器及底座的质量为重力加速度为

g,则下列说法正确的是()

B,小球运动的线速度大小为JgRtanH

C.底座受到地面的摩擦力大小为掰gtanO

D.底座对地面的压力大于(M+m)g

【答案】AC

【解析】

【详解】A.对小球受力分析，如图

RN

mgtan0=mCO2r,N=......—

cos©

根据几何关系，有

r=Rsin。

联立，解得

故A正确；

B.根据线速度与角速度关系，可得

v=cor=^gRsinOtanO

故B错误；

C.对容器受力分析，如图

由平衡条件，可得

/=N'sin。

又

N=N

联立，解得

f=mgtanO

故c正确;

D.同理

F=Mg+N'cos0=（M+m）g

N"

根据牛顿第三定律，可得

F'=（M+tn）g

N

故D错误。

故选AC。

7.1930年，科学家用放射性物质中产生的a粒子轰击镀（9Be）原子时，产生了看不见的、贯穿能力很强

4

的中子，用中子以同样的速度分别去轰击静止的氢原子和氮原子，结果从中打出了氢核和氮核，以此推算

出中子的质量。设氢核质量为机口，打出后速度为匕，氮核质量为氢核质量的14倍，打出后速度为晨,，

HHN

假设碰撞均为弹性碰撞，则（）

A.放射性物质a衰变后生成物的比结合能小于该放射性物质的比结合能

B.a粒子轰击镀原子的核反应方程式为4He+9Be-12C+m

2460

C.被轰击后的氢核的速度V大于氮核的速度V

HN

v—14v

可推算出中子的质量为a-----加口

D.V—VH

HN

【答案】BC

【解析】

【详解】A.生成物更稳定，比结合能更大，故A错误；

B.a粒子轰击镀原子的核反应方程式为

4He+9Be—>12C+in

2460

故B正确；

CD.设中子的质量为加，碰前速度为％,碰后速度为"，根据动量守恒定律和能量守恒定律可知

mv=my+mv

0HH

111

_mv2=_mv2+_mv2

2022HH

联立解得

2mv

v二o

Hm+m

H

同理可知和氮原子碰撞后

2mv2mv

v=o=0

Nm+mm+14m

NH

即被轰击后的氢核的速度:大于氮核的速度:，可解出中子的质量为

14v-v

m=__N___

v-vH

HN

故C正确，D错误。

故选BC。

8.如图1所示，河南小将冀高星与队友夺得杭州亚运会男子八人单桨有舵手赛艇项目冠军。若在决赛中赛

艇达到某一速度后，在相邻两个划桨周期7内的加速度。与时间，的图像如图2所示，赛艇前进方向为正方

向，图2中［〉2a2,赛艇（含选手）总质量为加，这两个划桨周期内的运动视为直线运动，则（）

图1图2+

A.第一个划桨周期后赛艇的动量方向与正方向相同

B.经过相邻两个划桨周期后速度变化量为乎

mT（_\

C该相邻两个划桨周期内合外力的总冲量为丁

D.该相邻两个划桨周期内的位移差大小为-2a）

3i2

【答案】ABD

【解析】

【详解】A.由图像面积的物理意义为速度的变化量可知，第一个划桨周期速度增量为

,T2TT（、、门

Av=a---a■—=—\a-2a）＞0

11323312

故第一个划桨周期后赛艇的动量方向与正方向相同，故A正确;

B.经过连续两个划桨周期速度增量为

Av-2a)

23i2

即经过连续两个划桨周期后速度比初始速度增加2%),故B正确;

C.每个划桨周期内合外力的冲量为为

,T2T

1=ma-——ma•——

1323

2mT(_\

所以相邻两个划桨周期内合外力的冲量为丁(「-2%人故C错误;

由V，图像面积的物理意义为位移可知，该相邻两个划桨周期的位移增量为图中阴影部分为

x=—(tz-2a)

312

故D正确。

故选ABD。

9.某同学验证机械能守恒定律的装置如图1所示，该装置由悬挂在铁架台上的细线、小球和铁架台下方的

光电门组成，当地重力加速度为g。

（1）实验中用毫米刻度尺测量悬点到小球上端的细线长度为/,用某测量工具测量小球的直径

6?=10.15mm,则该测量工具为（填选项序号）；

A.毫米刻度尺B.20分度的游标卡尺

C.50分度的游标卡尺D.螺旋测微器

（2）该同学将细绳拉直至与悬点等高的位置后由静止释放，记录小球通过最低点时光电门的遮光时间心

则小球通过最低点的速度大小为（用所测物理量字母表示）；

（3）本实验验证机械能守恒定律时，只需在误差允许范围内验证表达式是否成立即可；

d

（4）多次改变细线长度/,重复以上操作，若以广为纵坐标，/为横坐标，根据实验数据作出的图像如图2

ti

所示，图中的纵截距为6,0为纵轴上的一个数值，则可得重力加速度测量值g'=（用图中给的

字母或所测物理量表示）；

（5）用实验所得重力加速度g'与当地重力加速度g比较，在误差范围内两个数值近似相等，则验证了小球

机械能守恒。

…d…，d、ch

【答案】①.B②.—③.=m®-b

【解析】

【详解】（1）[1]该同学测量小球的直径d=1015mm,毫米刻度尺读数精确到0.1mm,50分度的游标卡

尺的精度为0.02mm,尾数只能是偶数，螺旋测微器读数精确到0.001mm,20分度的游标卡尺的精度为

0.05mm,所以测量工具为20分度的游标卡尺。

故选B

d

（2）[2]根据光电门的原理可知小球通过最低点的速度为7；

（3）[3]小球下落导致重力势能减小量为

△E=mgCl+——）

p2

动能增加量为

11(12

AE=_mv2=_mx—

k22t2

当小球的重力势能减小量等于动能的增加量时，机械能守恒，所以本实验验证的表达式为

（4）根据

变形可得

则重力加速度测量值

g'=b

10.某课外兴趣小组查找资料了解到Ptioo型粕电阻温度传感器的阻值A在。〜100。（:范围内随温度/的变化

t

规律为火=100（l+M）Q,其中/为温度系数。小组同学设计如图所示的实验电路（图中电源为直流学生

电源），利用伏安法探究Ptioo型钻电阻温度传感器阻值与温度的关系，通过加热系统把温度传感器的温度

控制在0〜100汽之间。

------------------------@--------

----------------0-----------------

-------1|-------------<<----------

ES

（1）实验中某温度下电压表示数为。，电流表（内阻约几欧）读数为/,则该温度下是电阻测量值的表

达式为R=,该测量值(填“大于”“小于”或“相等”)真实值；

t----------------------------------------------

(2)不断改变温度，根据实验获得如下表所示的数据，在下图中描绘出粕电阻尺阻值的测量值随温度的

t

1

变化曲线，由图可知温度系数/=—(保留3位有效数字)；

温度/℃0102030405060708090100

阻值/。102.0105.9109.7113.6117.4121.3125.1129.0132.8136.7140.5

(3)通过分析可知实验所用的电流表mA的内阻为Q,随着温度的增加，钻电阻勺阻值测量值

的相对误差将(填“变大”“变小”或“不变”)。

U

【答案】(1)①.j②.大于

(2)3.85x10-3(乘号前可上下浮动0.05)

(3)①.2##2.0②.变小

【解析】

【小问1详解】

[1]根据欧姆定律可知钻电阻的阻值为

R=T

[2]由于电流表内接，所以测量值

JR+/

I，真A

则测量值大于真实值。

【小问2详解】

由图线是线性关系可知截距

6=102.0。

斜率

心1物5-102=0385

100

由资料提供Ptioo型钻电阻温度传感器的阻值R在。〜100冤范围内随温度/的变化规律为火=100（l+H）,

tt

可知

左=100/

解得

2=3.85x10-3

℃

【小问3详解】

[1]由

R=100（1+4）

t

可知当/=0时

R=100。

t

由实验图线可知当/=0时1的测量值为102Q,故由

JR+/

I/真A

得实验所用的电流表的内阻为2Q；

⑵随着温度的增加，物电阻弓阻值将越来越大，根据

R—Rr

相对误差=真=言~

真真

可知随着温度的增加，箱电阻弓阻值变大，所以相对误差将变小。

11.如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在水平面上，间距为/,儿。间接阻值为R的定

值电阻，质量为加的金属棒垂直导轨放置，导轨和金属棒电阻不计，整个装置处于方向垂直导轨平面向

下、磁感应强度大小为8的匀强磁场中。现给金属棒一个水平外力使金属棒从静止开始向右匀加速运动，

速度达到丫时水平外力大小为该时刻安培力大小的2倍，运动过程中金属棒始终垂直导轨且与导轨接触良好。

求：

(1)在速度从零增加到v时间内金属棒的加速度大小；

(2)在速度从零增加到v时间内流过定值电阻R的电荷量。

XMxxx,1XXXX

XXXXXXXX

1

xrXXXXXX

RX"x

X」xXX

XXXXXXXX

八

V

X尸XXXI7XXXX

13212Vrnv

【答案】(1)-____.(2)----

mR,2BI

【解析】

【详解】(1)金属棒切割磁感线产生的电动势为

E=Blv

电路中的电流为

/=£

R

金属棒受到的安培力

F=BIl

安

根据牛顿第二定律

F-F=ma

安

得

因为速度达到v时水平外力大小为该时刻安培力大小的2倍，联立解得

B212V

Q二-----

mR

(2)通过电阻的电荷量为

q=

根据法拉第电磁感应定律

AOBlx

电流为

-I

B212V_

又因为—丁是一定值，金属棒做匀变速直线运动

mR

V2=2ax

联立解得在0~v内流过定值电阻R的电荷量

mv

q=2Bl

12.如图所示，在平面直角坐标系xQy中，整个空间存在磁感应强度大小3=1T、方向垂直于纸面向里的匀

强磁场，第二象限存在方向竖直向上、电场强度大小E=10N/C的匀强电场。足够长绝缘水平传送带左传动

轮正上方恰好位于坐标原点O,传送带处于停转状态。一电荷量《=+2C的物块从尸（-44n,12m）获得

一初速度后，在第二象限做匀速圆周运动（轨迹为一段圆弧）恰好从原点。水平滑上传送带，沿传送带平

稳滑行一段距离后停在传送带上。物块可视为质点，运动过程电量保持不变，物块与传送带之间的动摩擦

因数"=0.5,物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。

（1）求物块从P点获得的初速度;

（2）求物块从滑上传送带到摩擦力功率最大的过程中摩擦力做的功;

（3）若传送带逆时针匀速转动，物块从原点。滑上传送带经历片5.3s后返回。点且恰好与传送带共速,

求传送带逆时针转动的速度大小。

XXXXXXXX

PB

X♦xXXXXXXX

XXXXXXXXX

Xx1XXXXXX

欢TTx

XXXXXXXXX

【答案】(1,)8m/s,方向与y轴负方向成30。角;(2)-39J；(3)18.5m/s

【解析】

【详解】(1)由于物块在第二象限尸点获得速度且做匀速圆周运动，所以

Eq=mg

可得

m=2kg

连接尸O,作P。的中垂线交》轴于O,即。为圆周运动的圆心，如图

根据几何关系有

(y_R>+X2=R2

pp

可知小滑块做圆周运动的半径为

R=8m

根据洛伦兹力提供向心力

_V2

qvB=m宣

可得小滑块从P点获得的初速度为

v=8m/s

o

方向与〉轴负方向成30。角；

(2)滑块滑上传送带后，受力分析有

N=mg-qvB

滑块在传送带上运动所受摩擦力

滑块在传送带上运动所受摩擦力的功率

P=b

联立解得

当加g=2qv8时，即

v=5m/s

滑块在传送带上运动所受摩擦力的功率最大，根据动能定理

E11

W--mv2-_mv2

f22o

滑块从滑上传送带到摩擦力功率最大时摩擦力做的功为

W=-39J

f

(3)滑块从。点进入后向右做减速运动，取时间微元根据动量定理

—U\jn2—qvB7•A/=mAv

求和得

[imgt-\iqBx=mv

io

代入数据得

10/-x=16

滑块向左做加速运动，取时间微元4,设传送带逆时针转动速度为*根据动量定理

u\jn^+QVB)-A/=mAv

求和得

]imgt+pqBx=mv

2带

代入数据得

10/+x=2v

2带

又

t=t+t=5.3s

12

联立解得

v=18.5m/s

带

[物理——选修3-3]

13.下列说法正确的是()

A.扩散现象和布朗运动都是物质分子永不停息地做无规则运动的证据

B.气体对某容器壁的压强由温度和容器中气体分子的数密度共同决定

C.虽然金属具有确定的熔点，但金属没有规则的形状，因此金属不属于晶体

D.根据热力学第二定律，所有符合能量守恒定律的宏观过程都能自发地进行

E.一定质量的理想气体保持压强不变的情况下，体积减小，气体的内能减少

【答案】ABE

【解析】

【详解】A.扩散现象和布朗运动都是物质分子永不停息地做无规则运动的证据。故A正确；

B.气体对某容器壁的压强由温度和容器中气体分子的数密度共同决定。故B正确；

C.金属属于多晶体，没有规则的形状，具有确定的熔点。故C错误；

D.宏观热学过程是有方向性的，满足能量守恒定律的宏观过程并不一定都是可以自发进行的，自发的宏

观热学过程还应满足嫡增加原理。故D错误；

E.一定质量的理想气体保持压强不变的情况下，体积减小，根据

PV「

T

可知气体的温度降低，内能减少。故E正确。

故选ABE。

14.如图所示，质量为5冽、导热性能良好、内壁光滑的汽缸，开口向上置于倾角°=53。的光滑斜面ABC

上，用横截面积为S、质量为加且厚度不计的活塞封闭汽缸，缸内有一定质量的理想气体，一轻弹簧一端

与活塞中心连接，另一端接在斜面顶端3处的固定挡板上，此时整个系统处于平衡状态，活塞与汽缸底部

的距离为上。现将斜面ABC绕C点缓慢转动至BC边水平，此时汽缸在斜面上处于静止状态，活塞稳定。

大气压强为夕,，环境温度不变，弹簧的劲度系数为上，重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内，

sin53。=0.8,cos53°=0.6,求：

(1)斜面转动后活塞距离汽缸底部的距离；

(2)斜面转动后汽缸沿斜面移动的距离。

pS-4mgImgL8.4mg

【答案】(1)%,—L；(2)——十—；—

pS+37mgpS+3mgk

oo'

【解析】

【详解】（1）转动前以汽缸为研究对象

5mgsin0+pS=pS

io

转动后以汽缸为研究对象

5加geos。+pS=pS

根据玻意耳定律

pLS-pxS

12

解得斜面转动后活塞距离汽缸底部之间的距离

PS-4mg

X=—Q----------L

pS+3mg

（2）转动前以汽缸和活塞整体为研究对象

6mgsin0=kx

转动后以汽缸和活塞整体为研究对象

6mgcos0=kx

斜面转动过程弹簧从伸长到压缩的变化量

Ax=x+x

112

斜面转动后汽缸沿斜面移动的距离

Ax=£-x+x+x

12

联立解得

&ImgL+84mg

pS+3mgk

o,

[物理——选修3・4]

15.如图所示是某绳波形成过程中，=。和，=£时的状态示意图。质点1从，二。时在外力作用下沿竖直

方向做振幅为4的简谐运动，带动其余质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，则（）

123456789101112131415161718

r=O

A.质点1在，=0时开始振动的方向竖直向上

T

B.质